二极管的特性参数及应用
光电二极管特性参数的测量及原理应用
光电二极管特性参数的测量及原理应用1.光电二极管特性参数的测量方法（1）光电流和光敏面积的测量：光电二极管的光敏面积决定了其对光信号的接收能力，而光电流是光电二极管对光源产生的电流响应。
测量光电流可通过将光电二极管接入电路中，通过测量电流表的读数来获得。
光敏面积可通过显微镜测量方法来获得。
（2）响应时间的测量：光电二极管的响应时间是指其由光敏变化到电流输出的时间。
可以使用短脉冲光源和示波器来测量光电二极管的响应时间，记录光电流的变化曲线，从而得到响应时间。
（3）量子效率的测量：量子效率是指光束的能量能被光电二极管转换成电流的比例。
测量量子效率常采用比较法，即将待测光电二极管与一个标准光电二极管一起放入相同的光源中进行测量，通过比较两者输出的电流，计算出待测光电二极管的量子效率。
2.光电二极管特性参数的原理应用（1）光电二极管的灵敏度控制：测量光电流和光电二极管参数可以了解光电二极管的灵敏度，从而控制其在光电转换中的应用。
例如，在光电二极管应用于光通信中，可以通过测量光电流来确定光信号的强弱，进而控制光电二极管的灵敏度。
（2）光电二极管的功率测量：通过测量光电二极管的输出电流和光敏面积，可以计算出入射光的功率。
这在激光器功率测量和光学器件测试中非常常见。
（3）光电二极管的频率响应特性：通过测量光电二极管的响应时间，可以评估其对高频光信号的响应能力。
这在通信和雷达系统中具有重要应用，可以保证信号的准确传输和检测。
（4）光电二极管的光谱响应特性：测量光电二极管的光谱响应可以评估其对不同波长光的接收能力。
这在光学测量和光谱分析等领域都有广泛应用。
综上所述，光电二极管特性参数的测量及原理应用对于光电二极管的优化设计和应用具有重要意义。
通过测量光电流、光敏面积、响应时间、量子效率等参数，可以更好地了解光电二极管的特性，从而为光电转换和光信号检测提供基础支持。
同时，根据测量得到的参数，可以进一步控制光电二极管的灵敏度、测量光功率、评估频率响应和光谱响应等应用。
各种二极管的性能和应用
PN 结 在一块纯净的半导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和 五价元素。一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，如图6.2所示。 在结合面的两侧分别留下了不能移动的正负离子，呈现出一个空间电荷区。这个 空间电荷区就称为PN结。
PN结单向导电性－－正偏（P＋N－）导通，反偏（P－N＋）载止。
PN结
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Diode
二极管 1： 二极管的分类。 LG二极管按功能分类： 1.整流二极管（Rectifier Diode） 2.开关二极管（Switching Diode）也叫快速恢复二极管 3.肖特基二极管（Schottky Diode） 3.稳压管（Zener Diode） 4.瞬态电压抑制二极管（TVS Diode） 5.发光二极管（Light-emitting Diode） 6.其他类型：红外二极管（LED的一种，遥控器）， 变容二极管（Varactor Diode，高频调谐，早期收音模块）， 光电二极管（Photo Diode，光信号转电信号，接收头一部分/SMPS PC901/激光头ABCD）， 二极管的结构如右图所示。
30 C′
R
1 A′ 00
C
A 0.2 0.4 5 - 0.6 0.8 5 （μA ）
uv/V
D D′
图1.7 二极管伏安特性曲线
这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时，IRM增大。
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Diode
3.二极管级间电容 二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。
Zener Diode （稳压二极管）
TVS Diode （瞬态抑制电压二 极管）
(重点)二极管的种类及应用
检波二极管的应用电路
• 1．收音机检波电路 • 作用：将465kHz中频调幅信号还原为音频信号
• 2．来复式收音机中的检波电路 • 其中VD1和VD2组成倍压检波电路，C3为高频滤波电容器。检波后得 到的低频信号再加到VT1的输出端，再作一次低频放大，然后送给耳 机。
变容二极管
• 变容二极管的作用：又称压控变容器，是根据所提供的电压变化而改 变结电容的半导体，工作在反向偏压状态。 • 变容二极管的主要参数：零偏结电容、零偏压优值、反向击穿电压、 中心反向偏压、标称电容、电容变化范围（以皮法为单位）以及截止 频率等。 • 变容二级管的应用：在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。 有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二 极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等，用 于电视机高频头的频道转换和调谐电路，多以硅材料制作。 变容二极管的封装：中小功率的变容二极管采用玻封、塑封或表面封 装，而功率较大的变容二极管多采用金封。
点接触锗二极管－1N60P,1N34A（检波二极管） • 点接触锗二极管（DO-7玻璃封 装） 1N60P（2-1K60）VR：40V，Cj： 1pF； 1N60（1K60）VR：40V，Cj： 1pF； 1N34A（1K34A）VR：40V，Cj： 1pF。 主要用于：计算器，收音机，电视 机等检波电路。
不同直径的发光二极管
光敏二极管 CL-5M3B 5mm
肖特基二极管
• 应用场合：SBD的结构及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用 作高频整流，在非常高的频率下（如X波段、C波段、S波段和Ku波段） 用于检波和混频，在高速逻辑电路中用作箝位。在IC中也常使用SBD • 与普通二极管的区别：SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形 成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导 体结原理制作的。
二极管的分类与特性参数
二极管的分类与特性参数一、二极管的分类1.按材料分类：（1）硅二极管：硅二极管是最常见的二极管，具有较高的工作温度和较低的导通电压。
（2）锗二极管：锗二极管具有较低的导通电压，适用于低功耗和低电压应用。
2.按结构分类：（1）环绕式二极管：环绕式二极管是最简单的结构，由P型和N型两种半导体材料组成。
（2）肖特基二极管：肖特基二极管是一种PN结构的二极管，特点是导通电压低，反向漏电流小。
（3）合金二极管：合金二极管是一种PN结构的二极管，具有高转导特性和高工作频率。
3.按工作电压分类：（1）低压二极管：低压二极管的导通电压一般在0.2V以下。
（2）中压二极管：中压二极管的导通电压一般在0.2V~0.6V之间。
（3）高压二极管：高压二极管的导通电压一般在0.6V以上。
二、二极管的特性参数1.最大可逆电压（VRM）：指二极管可承受的最大反向电压，超过该电压会导致二极管击穿损坏。
2.最大正向电流（IFM）：指二极管可承受的最大正向电流，超过该电流会使二极管过热损坏。
3.最大反向电流（IRM）：指二极管在反向电压下的最大反向漏电流，超过该电流会导致负载电路的误操作。
4.导通电压降（VF）：指二极管在正向工作时的导通电压，也称为正向压降。
5.反向漏电流（IR）：指二极管在反向电压下的漏电流，也称为反向电流或反向饱和电流。
6.反向恢复时间（tRR）：指二极管从正向导通转为反向截止的时间，也称为反向恢复速度。
时间越短，二极管的高频特性越好。
7.热稳定工作电流（Iz）：指二极管在指定温度下的稳态工作电流，也称为额定工作电流。
8.温度系数：指二极管的电压、电流等参数随温度变化的大小，也称为温度稳定性。
9.前导电压降（VF1）：指二极管开始正向导通时的电压降。
10.储电容（Cj）：指二极管内部的储电容量，是二极管的一个重要参数，与二极管的高频特性有关。
三、总结二极管是电子电路中使用最广泛的器件之一，根据不同的分类标准，二极管可以分为硅二极管、锗二极管、环绕式二极管、肖特基二极管和合金二极管等。
二极管的参数解释
二极管的参数解释二极管是一种最简单的电子器件，也是电子设备中最常见的元件之一、它有着广泛的应用领域，例如整流电路、电源供应、信号调理和通信等。
二极管具有许多参数，这些参数描述了它的特性和性能。
下面是对一些常见二极管参数的解释。
1. 额定电压（Rated Voltage）：二极管的最大可承受反向电压。
如果反向电压超过该值，二极管可能会击穿而失去正常工作。
2. 碳化硅二极管（Silicon Carbide Diode）：一种高温、高功率的二极管。
相对于硅二极管，碳化硅二极管具有更好的工作温度范围和更低的功耗。
3. 额定电流（Rated Forward Current）：二极管在正向通态下能够持续通过的最大电流。
超过额定电流可能会导致二极管过热损坏。
4. 热阻（Thermal Resistance）：二极管元件的热阻值。
它描述了二极管在工作时产生的热量与周围环境之间的热传导情况。
5. 频率响应（Frequency Response）：二极管元件对输入信号频率的响应能力。
高频响应较好的二极管通常用于高频应用，如射频放大器和调制解调器等。
6. 定向性（Directionality）：二极管是一种有向性元件，只能在一个方向上导电。
当电压施加在有向性的极性上时，二极管会产生电流；当电压施加在反向极性上时，二极管则会阻断电流。
7. 反向电流（Reverse Current）：施加在二极管反向电压下产生的漏电流。
正常情况下，二极管的反向电流非常小，但高质量的二极管具有更低的反向电流。
8. 饱和压降（Saturation Voltage）：二极管在正向通态下的压降。
不同类型的二极管具有不同的饱和压降值，通常以毫伏（mV）为单位表示。
9. 开启压降（Forward Voltage Drop）：二极管在正向通态下的电压降。
不同类型和材料的二极管具有不同的开启压降值，通常以伏特（V）为单位表示。
10. 功率损耗（Power Dissipation）：二极管在工作状态下所消耗的功率。
二极管特性及参数
二极管特性及参数一、二极管的特性：二极管是一种最简单的半导体器件，它具有单向导电性。
二极管由P 型半导体和N型半导体组成，P型半导体区域被称为P区，N型半导体区域被称为N区，P区和N区之间形成的结被称为PN结。
在PN结两侧形成的电场称为势垒，势垒会阻碍电流的流动，只有当正向电压施加在二极管上时，电流才能流过。
二极管的工作特性如下：1.正向工作特性：当二极管的正端连接到正电压源，负端连接到负电压源时，二极管处于正向偏置状态。
此时，PN结的势垒被削弱，电流可以流动。
二极管的正向电压(Vf)越大，通过二极管的电流(If)越大。
正向工作特性遵循指数规律，即电流与电压之间存在指数关系。
2.反向工作特性：当二极管的正端连接到负电压源，负端连接到正电压源时，二极管处于反向偏置状态。
此时，PN结的势垒会增加，电流几乎不能流动。
只有当反向电压(Vr)超过二极管的反向击穿电压时，才会发生逆向击穿，电流急剧增加。
二、二极管的参数：1.极限值参数：-峰值反向电压(VRM)：反向电压的最大值，一般用来表示二极管的耐压能力。
-峰值反向电流(IFM)：反向电流的最大值，一般用来表示二极管的耐流能力。
-正向电压降(VF)：正向工作时，PN结两侧产生的电压降。
-正向电流(IF)：通过二极管的最大电流。
2.定常态参数：- 正向阻抗(Forward resistance)：在正向工作状态下，二极管的阻抗大小。
正向阻抗与正向电流大小有关，一般用欧姆表示。
- 反向电流(Reverse current)：在反向工作状态下，二极管的电流大小。
- 反向传导电导(Reverse conductance)：在反向工作状态下，PN结的反向传导电导值，与反向电流大小有关。
3.动态参数：- 正向导通压降(Forward voltage drop)：当二极管处于正向工作状态时，二极管两端的电压降。
- 动态电电渡特性(Forward dynamic electrical characteristics)：反映在零偏电流条件下，PN结在正向电压下的电流特性关系。
二极管特性及参数
二极管特性及参数二极管（Diode）是一种电子器件，由两种不同类型的半导体材料组成：P型半导体和N型半导体。
它具有单向导电特性，即只允许电流在一个方向上通过。
二极管有很多重要的特性和参数，下面将会详细介绍。
一、正向特性：当二极管的正负极正向连接时，如果正向电压小于等于一个特定的值，即正向电压低于二极管的结压降（通常为0.7V），二极管处于正向工作状态，电流可以流过。
这时二极管的电流随正向电压的增加而迅速增大。
这种情况下，二极管处于导通状态，其导通状态下的电阻非常小，几乎可以视为导线。
二、反向特性：当二极管的正负极反向连接时，如果反向电压小于等于一个特定的值，即反向电压低于二极管的击穿电压（通常为50V~1000V），则二极管处于反向工作状态，电流几乎为零。
反向工作状态下的电阻很大，可以视为开路。
但是，当反向电压大于击穿电压时，二极管会产生击穿，电流会大幅度增加，这时二极管会被损坏。
三、参数：1. 峰值逆向电压：也称为击穿电压（Reverse Breakdown Voltage），它指的是二极管可以承受的最大反向电压，在这个电压之下，二极管工作正常，超过这个电压则可能发生击穿。
击穿电压越高，二极管的耐受能力越强。
2.正向电压降：二极管在正向导通时，正向电流通过后，在二极管的两端会形成一个固定的电压降，通常在0.6V~0.7V之间。
这个电压降称为正向电压降或者压降，是指在正向工作状态下二极管的电压降低多少。
3. 最大正向电流：也称为额定电流（Rated Forward Current），它指的是二极管可以正常工作的最大电流值。
超过这个电流值，二极管可能会发生损坏。
4. 最大反向电流：也称为反向饱和电流（Reverse Saturation Current），它指的是二极管在反向工作时通过的最大电流值。
在正常情况下，反向电流很小，几乎为零。
超过这个电流值，二极管可能会发生击穿，导致损坏。
5. 动态电阻：也称为交流电阻或微分电阻（Dynamic Resistance），它是指二极管在线性区时，输入的交流信号变化所引起的反向电流变化与正向电压变化之间的比例关系。
in5825二极管参数
in5825二极管参数摘要：1.二极管简介2.二极管的参数及其意义3.IN5825二极管的特性4.IN5825二极管的应用领域5.如何选择合适的IN5825二极管正文：一、二极管简介二极管（Diode）是一种半导体器件，具有单向导通的特性。
它主要由P 型半导体、N型半导体以及连接两者的PN结构组成。
当正向电压加在二极管上时，P型半导体侧为正，N型半导体侧为负，电流可以通过；而当反向电压加在二极管上时，电流几乎不会通过。
二、二极管的参数及其意义1.正向电压（V Forward）：正向电压是指使得二极管开始导通的最低电压。
2.反向电压（V Reverse）：反向电压是指二极管能承受的最高电压，超过此电压可能导致二极管损坏。
3.正向电流（I Forward）：正向电流是指二极管在正向电压下的电流值。
4.反向电流（I Reverse）：反向电流是指二极管在反向电压下的电流值，通常很小。
5.动态电阻（R D）：动态电阻是指二极管在正向电压下，电流变化与电压变化之间的比率。
6.漏电流（I Leakage）：漏电流是指二极管在无电压条件下，由于内部固有特性而产生的电流。
三、IN5825二极管的特性IN5825是一款常用的硅材料二极管，具有以下特性：1.正向电压范围：0.2V-1.7V2.反向电压范围：50V-100V3.正向电流：最大200mA4.动态电阻：小于0.1Ω5.漏电流：小于10nA四、IN5825二极管的应用领域IN5825二极管广泛应用于以下领域：1.电源电路：作为整流器、稳压器等电源设备的组成部分。
2.信号传输：用于放大、开关、调制等信号处理电路。
3.保护电路：用于防止电压过高、电流过大等异常情况。
4.光通信：用于光纤通信系统的光源驱动和光检测器等电路。
五、如何选择合适的IN5825二极管1.根据应用领域和电路要求，选择合适的正向电压和反向电压参数。
2.确定所需的正向电流和动态电阻值。
3.考虑漏电流和环境温度对二极管性能的影响。
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半导体二极管的应用
二极管是电子电路中最常用的半导体器件。利用 其单向导电性及导通时正向压降很小的特点，可用来 进行整流、检波、 钳位、 限幅、 开关以及元件保护 等各项工作。 1． 整流 所谓整流, 就是将交流电变为单方向脉动的直流电。 利用二极管的单向导电性可组成单相、三相等各种形 式的整流电路。 2． 钳位 利用二极管正向导通时压降很小的特性， 可组成 钳位电路。
2) 发光二极管的应用 电源通断指示发光二极管作为电源通断指示通常 称为指示灯，在实际应用中给人提供很大的方便。发 光二极管的供电电源既可以是直流的也可以是交流 的，但必须注意的是，发光二极管是一种电流控制器 件，应用中只要保证发光二极管的正向工作电流在所 规定的范围之内， 它就可以正常发光。 数码管是电子技术中应用的主要显示器件，是用 发光二极管经过一定的排列组成的。
3）最大反向电流IRM IRM 是指二极管在常温下承受最高反向工作电压 URM时的反向漏电流，一般很小，但其受温度影响较大。 当温度升高时，IRM显著增大。
4）最高工作频率fM fM是指保持二极管单向导通性能时，外加电压允 许的最高频率。二极管工作频率与PN结的极间电容大 小有关，容量越小， 工作频率越高。
4． 元件保护 在电子线路中，常用二极管来保护其他元器件免 受过高电压的损害。
在开关S接通时，电源E给线圈供电，L中有电流 流过， 储存了磁场能量。在开关S由接通到断开的瞬 时，电流突然中断， L中将产生一个高于电源电压很 多倍的自感电动势eL，eL与E叠加作用在开关S的端子 上，在S的端子上产生电火花放电， 这将影响设备的 正常工作，使开关S寿命缩短。接入二极管 VD后， eL通过二极管VD产生放电电流i, 使L中储存的能量不 经过开关S放掉， 从而保护了开关S。
特种二极管
1. 发光二极管 1) 发光二极管的符号及特性 是一种将电能直接转换成光能的固体器件，简称 LED 。发光二极管和普通二极管相似，也由一个 PN 结 组成。发光二极管在正向导通时，由于空穴和电子的 复合而发出能量，发出一定波长的可见光。光的波长 不同，颜色也不同。常见的LED有红、 绿、 黄等颜色。 发光二极管的驱动电压低、 工作电流小，具有很强的 抗振动和抗冲击能力。由于发光二极管体积小、可靠 性高、 耗电省、 寿命长，被广泛用于信号指示等电路 中。
2． 二极管的主要参数 二极管参数是反映二极管性能质量的指标。必 须根据二极管的参数来合理选用二极管。二极管的 主要参数有4项。 1）最大整流电流IFM IFM 是指二极管长期工作时允许通过的最大正向 平均电流值。工作时，管子通过的电流不应超过这 个数值，否则将导致管子过热而损坏。
2）最高反向工作电压URM URM是指二极管不击穿所允许加的最高反向电压。 超过此值二极管就有被反向击穿的危险。URM通常为反 向击穿电压的1/2~2/3，以确保二极管安全工作。
二极管的特性及参数
1． 二极管伏安特性 理论分析指出， 半导体二极管电流I与端电压U之 间的关系可表示为 I=IS( e -1)
U UT
此式称为理想二极管电流方程。式中， IS 称为反 向饱和电流，UT称为温度的电压当量，常温下UT≈26 mV。实际的二极管伏安特性曲线如图所示。图中，实 线对应硅材料二极管，虚线对应锗材料二极管。
若A点UA=0，二极管VD可正向导通，其压降 很小， 故F点的电位也被钳制在0V左右， 即UF≈0。
3． 限幅 利用二极管正向导通后其两端电压很小且基本不变 的特性， 可以构成各种限幅电路，使输出电压幅度限制 在某一电压值以内。
设输入电压ui=10sinωt(V), Us1=Us2=5V。 当-Us2<ui<Us1时，VD1、VD2都处于反向偏置而截 止， 因此i=0, uo=ui。当ui>Us1时，VD1处于正向偏置而 导通，使输出电压保持在Us1。 当ui<-Us1时， VD2处于正向偏置而导通，输出电 压保持在-Us2。由于输出电压uo被限制在+Us1与-Us2之 间，即|uo|≤5V, 好像将输入信号的高峰和低谷部分削 掉一样, 因此这种电路又称为削波电路。
1） 正向特性 当二极管承受正向电压小于某一数值时， 还不足以 克服PN结内电场对多数载流子运动的阻挡作用，这一区 段二极管正向电流 IF 很小，称为死区。死区电压的大小 与二极管的材料有关，并受环境温度影响。通常，硅材 料二极管的死区电压约为0.5 V，锗材料二极管的死区电 压约为0.2V。 当正向电压超过死区电压值时，外电场抵消了内电 场，正向电流随外加电压的增加而明显增大，二极管正 向电阻变得很小。当二极管完全导通后，正向压降基本 维持不变，称为二极管正向导通压降UF。一般硅管的UF 为0.7V，锗管的UF为0.3V。
这是最常用的七段数码显示。要使它显示0~9的一 系列数字只要点亮其内部相应的显示段即可。七段数 码显示有共阳极(b)和共阴极 (c)之分。数码管的驱动方 式有直流驱动和脉冲驱动两种，应用中可任意选择。 数码管应用十分广泛，可以说，凡是需要指示或读数 的场合，都可采用数码管显示。
2. 稳压二极管 硅稳压二极管简称稳压管，是一种特殊的二极 管，它与电阻配合具有稳定电压的特点。 1） 稳压管的伏安特性 稳压管正向偏压时，其特性和普通二极管一样； 反向偏压时，开始一段和二极管一样，当反向电压达 到一定数值以后，反向电流突然上升， 而且电流在一 定范围内增长时，管两端电压只有少许增加，变化很 小，具有稳压性能。这种“反向击穿”是可恢复的，只 要外电路限流电阻保障电流在限定范围内，就不致反向电压时，外电场与内电场方 向一致， 只有少数载流子的漂移运动，形成的漏电 流 IR 极小，一般硅管的 IR 为几微安以下，锗管 IR 较 大，为几十到几百微安。这时二极管反向截止。 当反向电压增大到某一数值时，反向电流将随 反向电压的增加而急剧增大，这种现象称二极管反 向击穿。击穿时对应的电压称为反向击穿电压。普 通二极管发生反向击穿后，造成二极管的永久性损 坏，失去单向导电性。
2） 稳压管的主要参数 a. 稳定电压值UVDZ: 稳压管在正常工作时管子的端 电压, 一般为3~25V，高的可达200 V。 b. 稳定电流IVDZ: 稳压管正常工作时的参考电流。 开始稳压时对应的电流最小，为最小稳压电流 IVDZmin ；对应额定功耗时的稳压电流为最大稳压电流 IVDZmax。 c. 动态电阻rVDZ:稳压管端电压的变化量ΔUVDZ与 对应电流变化量ΔIVDZ之比，即 Uv DZ rvDZ Iv DZ
d. 稳定电压的温度系数: 当温度变化1℃时稳压管 的稳压值UVDZ的相对变化量。 e. 稳压管额定功耗PVDZM: 保证稳压管安全工作所 允许的最大功耗。其大小为 PVDZM=UVDZIVDZmax
3） 稳压二极管的应用 UI是不稳定的可变直流电压，希望得到稳定的电 压UO ， 故在两者之间加稳压电路。它由限流电阻R 和稳压管VDZ构成， RL是负载电阻。